梅州皇马水泥4600t/d熟料项目预热器框架封顶、回转窑顺利合龙
经过132天的风雨兼程、艰苦奋斗下，预热器子项目于2024年5月8日按计划封顶，回转窑顺利合拢。
鲁中水泥厂新建一条φ3m×48m强化型立筒预热器窑生产线，设计能力为年产水泥熟料11万t，台时产量14～16t/h。该窑1989年底点火试生产，1993年6月10日开始调试应用分支煅烧，12月上旬结束，运行逐渐稳定。台时产量由12t/h左右稳步提高到14.5t/h，砖龄也由原来的81d延长到175d。
笔者参加了分支煅烧调试的全过程，就此谈一下个人的体会和看法，供同行参考。
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1、分支煅烧流程与工艺参数
（1）所谓分支煅烧，即在立筒底部进行二次喷煤燃烧，它是一项微增型预分解技术。如图所示，分支煅烧不需单独设分解炉，而是在立筒4下部，沿切线方向安装一喷煤嘴9，通过一条60多米长的喷煤管7与设在窑头看火平台的分支煅烧喷煤风机8连接，将30%～35%的煤粉喷入立筒预热器内燃烧，其燃煤用的助燃空气由喷煤风机抽取煤磨废气或环境大气和来自窑尾的过剩空气，使煤粉得到充分燃烧，迅速提高立筒内温度，强化生料的预热和部分分解。
（2）工艺参数，如图示。
分支煅烧流程与工艺参数
2、分支煅烧立筒窑的特点
强化型立筒预热器窑，分支煅烧煤粉沿切线方向射入立筒下部燃烧，与通过切线管道进入立筒下部的窑尾废气混合，呈螺旋状上升。使由立筒顶部撒下来的生料在悬浮状态下呈螺旋式向下运动，强化对流换热。这一换热过程与喷腾式立筒预热器相比生料行走路线曲折，并且时间较长，热效率高。实践得知，立筒下部900℃的烟气到达顶部时下降到740～720℃，温差在160～180℃。强化型分支煅烧立筒窑有以下优点。
2.1 强化预热产量高
分支煅烧使窑尾和立筒温度大大提高。表1为用分支煅烧前（1993年4月）、后（1993年12月）的部分工艺参数月统计对比数据。可以看出，窑尾温度由908℃提高到964℃，立筒下部温度由815℃提高到900℃，立筒下部与顶部的温差由124℃提高到148℃。温差大说明立筒换热效果是比较好的。更可喜的是一级旋风筒风压由1093Pa提高到2019Pa，增加了926Pa，而温度都在353C，这说明一、二级旋风筒及废气管道换热效率也是比较高的，热耗增加的并不大。再看入窑生料表观分解率，由以前的26.4%提高到60%～65%。再如表2产量对比，小时熟料产量由12t/h提高到14t/h多。1994年1～7月份连续7个月稳定在14～14.5t/h。月产量一般都在7000～8800t。
2.2 能降低窑的热负荷，延长窑衬寿命
分支煅烧使窑头一次喷煤量相应减少了30%～35%，窑的热负荷大幅度下降。窑速快，形成的窑皮平整、坚固、持久。烧成带长度由14m延长到了17m多，从而有效地保护了耐火砖，砖龄由以前最长81d延长到175d，增长2倍多（见表3）。1993年6月10日开始使用分支煅烧，与1992年相比少换7次砖，节约砖55t，合计节约21万元，同时也大大减轻了工人换砖的劳动强度。
表1 分支煅烧试验前后月平均控制参数表
表2 产量对照表
表3 投用分支煅烧前后砖龄（d）对照表
2.3 窑速高，物料受热均匀
由于入窑生料表观分解率达到了65%左右，相应地窑速也加快。从表1中得知，投用分支煅烧前的1993年4月窑速最高在1．4～1.5r/min，看火人员还担心跑黄料。投用分支煅烧后，1993年12月份平均窑速在1.8～1.9r/min，最快时达到额定窑速2.0r/min。物料翻滚灵活，受辐射和传导传热几率增多，煤灰掺入均匀，减少了窑内还原气氛，熟料质量好，结粒均齐。
3、分支煅烧与立筒预热器的操作控制
3.1分支煅烧操作
3.1.1 分支煅烧喷煤时机
根据仪表的观察，立筒预热器参数正常时，在窑头一次煤、风、料和窑速稳定的情况下，先将窑尾温度升到950℃以上，分支煅烧开始以20%的煤和相应的风投入运行。这样喷入立筒下部的煤能迅速充分燃烧。不然，大量的煤和冷风会降低立筒预热器温度，影响立筒预热器的正常工作，有可能造成煤粉不完全燃烧，一级旋风筒出口废气CO含量超高，危及电收尘器的安全。
3.1.2 喷煤量的控制
正常范围以分支煅烧煤比窑头煤为30%～35%比70%～65%为佳。若喷煤量太大，大于40%，有可能燃烧不完全或使一级旋风筒出口温度偏高，熟料热耗高。喷煤量小于20%时，立筒预热器温度提高的幅度不大，不利于预热效率的提高和产量的增加。
3.2 影响分支煅烧的因素
3.2.1 生料喂料量波动
生料喂料量的波动，首先引起分支煅烧的操作和立筒预热器工艺参数的波动，同时对窑速、窑头喂煤量的影响也是很关键的。整个回转窑系统的运转，是以生料流量的稳定为依托。料稳，生料换热均匀稳定，带来分支煅烧和窑头煤的稳定，窑速也就稳定。因而，整个热工制度就容易平衡。我厂稳定生料喂料流量是根据气力提升泵流化室压力的显示，不断调整生料双管螺旋输送机转速来维持的。在分支煅烧使用过程中，曾发现生料双管螺旋输送机上面的稳料小仓容量偏小。生料贮存库下料不稳时，小仓料很快下空，使气力提升泵压力发生大的波动，生料流量忽大忽小。为此，我们作了扩大仓容的改造，大大减小了气力提升泵压力的波动，使喂料量基本稳定。
3.2.2 煤质的影响
煤质包括灰分和细度两个内容。我厂煤灰在22%～25%，挥发分在30%左右，对分支煅烧是有利的。但煤粉细度也应符合小于12%的指标要求。如有时煤粉跑粗高达18%，造成不完全燃烧，预热器出口温度高，废气CO超标，立筒锥体沉落大量煤粒子形成堵塞，被迫停窑清堵。
3.3 预热器温度、压力的控制
分支煅烧喷煤量和生料喂料量相对稳定了，那么立筒各处温度、压力也就平衡了。一般以立筒下部温度900℃左右，一级旋风筒出口350～380℃，一级旋风筒出口压力2018Pa视为正常。一级旋风筒出口温度大于380℃，可能有下列三种不正常因素：一是喂料量小，二是分支煅烧煤量偏大，三是窑尾排风过大。这些情况持续时间长了，会导致立筒预热器和窑尾切线进气管道产生结皮堵塞，窑尾排风机和电收尘器温度增高，熟料热耗增高。
4、存在的问题和建议
窑尾密封圈、立筒预热器各部检修门、捅料孔、膨胀节、一、二级旋风筒、锁风阀和窑头罩漏风严重。大量冷风进入预热器，大大影响了分支煅烧的操作，降低了热效率，产量低热耗高。由表2看出，1992年底大修时，系统密封得到了较好恢复，使1993年2～3月平均台时产量分别在13.5t/h和13.9t/h，这说明漏风的危害是极大的。
辅机设备故障率高，窑运转率低。1992年和1993年窑的运转率仅为63.9%和68.9%。运转率低严重制约着窑的快转和产量的提高。
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